[发明专利]雷暴雨探测预报装置

说明书

技术领域

本发明属于电子技术与天气预报技术领域，涉及一种雷暴雨探测预报装置。

背景技术

我们经常在雷暴雨来临之前会看到或听到电闪雷鸣现象。雷电的发生很容易引发火灾、损坏一些对雷电敏感的电器，甚至危及人身安全！每年的夏季，我国的南方是雷暴雨频发的季节，当地气象台在一天24小时内预报雷暴雨究竟发生在那个时段，这仍然存在着很大困难，若能短期对雷暴雨临近进行预报将具有很大的现实意义。

每当有大量静电集结在某一个区域的上空时，该地区上空会充满着一些杂乱无章的低频无线电噪音，这些频率多在250kHz～350kHz之间。在雷暴雨来临之前，云层中积聚的大量静电放电后所产生的低频无线电电磁波，应用电磁感应原理，用一部谐振频率在250kHz～350kHz的低频无线电接收机，应该可以接收这些频率的电磁波。

在雷暴雨到来之前，远方天空的雷暴雨云团中存在大量的静电，致使云层之间或云层与大地之间会产生放电现象，其周边地区将同时产生频谱很宽的种种杂乱无章的无线电噪音。我们使用一般调幅收音机就可接收到闪电瞬间的干扰信号，但普通调幅收音机只能接收到闪电产生电磁波中频率较高的频段。因此，利用普通调幅收音机作为雷暴雨预报装置存在着很大的局限性。

以下详细说明这种雷暴雨探测预报装置在实施过程中所涉及的相关技术内容。

发明内容

发明目的及有益效果：本发明所述的雷暴雨探测预报装置能够在雷暴雨来到之前预警雷电发生的一种声光电子预警装置，它能探测到远方天空中云层之间或云层与大地之间的放电现象，通过对雷暴雨中的雷电临近预警，我们可以迅速地采取相应的防雷、防暴雨措施，做到防患于未然。

电路工作原理：雷暴雨探测预报装置是一部调谐放大器及声光放大电路。当天空中有大量射频能量在天线附近聚集时，装置就会启动第一级放大电路，雷电越多越频密时，雷电将会产生一系列VLF频段的无线电噪声。预报装置就是负责检拾在300kHz附近、且没有设置电台频率，由雷暴静电产生无线电噪声，通过装置的天线检拾电磁波信号。振荡线圈L1及电容C1组成一个300kHz的谐振电路，利用电容C2耦合至NPN型晶体管BG1的基极进行放大。被放大的信号再由NPN型晶体管BG1的集电极耦合至PNP型晶体管BG2的基极。PNP型晶体管BG2是闪烁电路的一部份，在平时闪烁电路被偏置在没有闪烁状态下，直到空中有大量射频能量触发了高频放大PNP型晶体管BG2并使其基极接电路地，正反馈到闪烁电路实时工作，直至电解电容C4放电完毕即完成一个闪烁周期。当电解电容C4通过的D1再次充电时，装置的电路就复位了，接着下一个闪烁周期的到来。

技术方案：雷暴雨探测预报装置，由6V直流电源、VLF频段谐振电路和共射高频放大电路、闪烁维持电路、声光信号功率放大电路组成，其特征包括：

VLF频段谐振电路和共射高频放大电路：振荡线圈L1的一端接谐振电容C1的一端、天线TX和耦合电容C2的一端，振荡线圈L1的另一端和谐振电容C1的另一端接电路地GND，NPN型晶体管BG1的基极接耦合电容C2的另一端，NPN型晶体管BG1的集电极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电路正极VCC，NPN型晶体管BG1的发射极接电路地GND；

闪烁维持电路：由PNP型晶体管BG2、NPN型晶体管BG3、二极管D1、微调电位器RP、电阻R3、电阻R4和电解电容C4、电容C5组成，耦合电容C3的一端接NPN型晶体管BG1的集电极，PNP型晶体管BG2的基极接耦合电容C3的另一端、微调电位器RP的一端和电阻R2的一端，微调电位器RP的另一端及其活动臂接电路正极VCC，NPN型晶体管BG3的集电极和二极管D1的正极接电路正极VCC，二极管D1的负极接PNP型晶体管BG2的发射极和电解电容C4的正极，电解电容C4的负极接电阻R2的另一端和NPN型晶体管BG4的基极，PNP型晶体管BG2的集电极串接电阻R3后接NPN型晶体管BG3的基极和电容C5的一端，电容C5的另一端接NPN型晶体管BG3的发射极和电阻R4的一端，电阻R4的另一端接电路地GND；

声光信号功率放大电路：由NPN型晶体管BG4、蜂鸣器HA、发光二极管LED和降压电阻R5组成，NPN型晶体管BG4的基极接NPN型晶体管BG3的发射极，NPN型晶体管BG4的集电极接发光二极管LED的负极和蜂鸣器HA的负极，发光二极管LED的正极串接降压电阻R5后接电路正极VCC，蜂鸣器HA的正极接电路正极VCC。

6V直流电源的正极与电路正极VCC相连，6V直流电源的负极与电路地GND相连。

附图说明